发动机控制策略和反馈系统的制作方法
【专利说明】发动机控制策略和反馈系统
[0001]对共同未决申请的引用
本申请要求2013年3月15日提交的美国临时申请号61/794，389的权益，其通过引用整体地结合于本文中。
技术领域
[0002]本公开一般涉及一种发动机反馈控制策略。
【背景技术】
[0003]燃烧发动机配备有通常包括液体燃料和空气的燃料混合物。所述燃料混合物的空/燃比可以针对特定的发动机来校准，但在生产运行中不同的操作特性，例如燃料的类型、高度、过滤器或其他发动机部件的情况以及发动机和其他部件之间的差异，可影响发动机的操作。
【发明内容】
[0004]在至少一些实施方式中，发动机控制过程包括发动机速度测试和其他步骤。发动机速度测试包括以下步骤:a)确定第一发动机速度，b)改变输送到发动机的燃料混合物的空/燃比，以及c)在空/燃比的改变事件中的至少一些之后，确定第二发动机速度。至少部分地基于第一发动机速度和第二发动机速度之间的差，来确定是否需要改变输送到发动机的燃料混合物的空/燃比。如果指示改变空/燃比，则改变输送到发动机的燃料混合物的空/燃比。
[0005]在至少一些实施方式中，发动机控制过程包括进行发动机速度测试，所述发动机速度测试包括以下步骤:a)确定第一发动机速度，b)改变输送到发动机的燃料混合物的空/燃比，以及c)在空/燃比的改变事件中的至少一些之后，确定第二发动机速度。所述过程还包括给发动机提供具有期望的空/燃比的燃料混合物，其中，所述期望的空/燃比至少部分地确定为第一发动机速度和第二发动机速度之间的差的函数。
【附图说明】
[0006]下面对优选实施例和最佳模式的详细描述将参考附图来阐述，附图中:
图1是发动机和包括燃料混合物控制装置的化油器的示意图；
图2是发动机的飞轮和点火部件的局部视图；
图3是点火电路的示意图；
图4是针对发动机控制过程的流程图；
图5是有代表性的发动机功率曲线的示图；以及图6-8是示出了可在发动机速度测试期间追踪的几个变量的示图。
【具体实施方式】
[0007]更详细接地参考附图，图1图示了发动机2和充注形成装置(charge formingdevice) 4，所述充注形成装置4将燃料和空气混合物输送到发动机2以支持发动机操作。在至少一种实施方式中，充注形成装置4包括化油器，并且所述化油器可以具有例如包括隔膜化油器和浮子室(float bowl)化油器的任何合适的类型。图1中示出了隔膜式化油器4。化油器4从燃料箱6吸收燃料，并且包括能够改变从化油器输送的混合物的空/燃比的混合物控制装置8。为了确定期望的瞬时空/燃比，在空/燃比改变前后进行发动机速度的比较。基于所述比较，混合物控制装置8或某种其他部件可以被用于改变燃料和空气混合物，以提供期望的空/燃比。
[0008]发动机速度可以用许多方式来确定，其中的一种使用点火系统10内的例如可通过旋转的飞轮12上的磁体来产生的信号。图2和图3图示了用于与内燃机2 —起使用的示例性的信号产生或点火系统10，例如(但不限于)手持式和地面式的草坪和园艺设备通常采用的类型。这样的设备包括链锯、修剪机、割草机等。点火系统10能够根据包括磁性放电设计或电容性放电设计的许多设计中的一种来构建，使得它与发动机飞轮12相互作用，并且一般包括控制系统14和用于连接到火花塞(未示出)的点火引导件(ignit1n boot)16。
[0009]飞轮12在发动机2的动力(power)下围绕轴线20旋转，并且包括磁体或磁性部段22。随着飞轮12旋转，磁性部段22旋转经过并与控制系统14的除了别的以外用于感测发动机速度的部件电磁地相互作用。
[0010]控制系统14包括具有缠绕在其周围的充电绕组32的铁磁定子铁芯或铁芯叠片(Iamstack) 30、初级点火绕组34和次级点火绕组36。初级绕组34和次级绕组36基本上限定了用于给火花塞点火的升压变压器或点火线圈。所述控制系统还包括电路38(示出在图3中)以及壳体40，其中，电路38可远离铁芯叠片30和各种绕组定位。
[0011]随着磁性部段22旋转经过铁芯叠片30，磁场被引入到铁芯叠片30中，这又在各个绕组中感生电压。例如，旋转的磁性部段22在充电绕组32中感生电压信号，所述电压信号在控制系统中指示发动机2的转数。所述信号能够被用于确定飞轮12和曲轴19 (并且因此，发动机2)的旋转速度。最终，在充电绕组32中感生的电压也被用于以已知的方式给电路38供电并且给点火放电电容器62充电。在接收到触发信号时，电容器62通过点火线圈的初级绕组34放电，以在点火线圈的次级绕组36中感生出升压的高电压，所述高电压足以使跨过火花塞47的火花隙的火花点燃发动机的燃烧室内的燃料和空气混合物。
[0012]在正常的发动机操作中，发动机活塞在动力冲程期间的向下运动驱动连接杆(未示出)，所述连接杆又使曲轴19旋转，这使飞轮12旋转。随着磁性部段22旋转经过铁芯叠片30，产生了磁场，所述磁场在附近的充电绕组32中感生出电压，所述电压用于若干目的。首先，所述电压可以被用于给包括电路38的部件的控制系统14提供功率。其次，所感生的电压被用于给存储能量的主放电电容器62充电，直到它被指示放电，在放电时，电容器62通过初级点火绕组34放出其存储的能量。最后，在充电绕组32中感生的电压被用于产生发动机速度输入信号，其被提供给电路38的微控制器60。此发动机速度输入信号能够在点火正时的操作中以及在控制输送到发动机的燃料混合物的空/燃比中发挥作用，如下文所阐述。
[0013]现在主要参考图3，控制系统14包括电路38作为可用于实施点火正时控制系统14的电路类型的示例。然而，可以替代性地使用此电路38的许多变型，而不脱离本发明的范围。电路38与充电绕组32、初级点火绕组34以及优选地与切断开关(kill switch)132相互作用，并且一般包括微控制器60、点火放电电容器62和点火晶闸管64。
[0014]如图3中所示的微控制器60可以是8引脚处理器，其利用内部存储器或能够访问其他存储器来存储代码以及用于变量和/或系统操作指令。但是，可以使用任何其他期望的控制器、微控制器或微处理器。微控制器60的引脚I经由电阻器和二极管耦接到充电绕组32，使得充电绕组32中的感生电压被整流，并且给微控制器供应功率。此外，当在充电绕组32中感生出电压时，如先前所述，假定点火晶闸管64处于非导通状态，电流通过二极管70并且给点火放电电容器62充电。点火放电电容器62保持充电直到微控制器60改变晶闸管64的状态。微控制器的引脚5被耦接到充电绕组32，并且接收表示发动机速度的电信号。微控制器使用此发动机速度信号来选择特定的操作序列，所述操作序列的选择影响期望的火花正时。引脚7经由电阻器72耦接到晶闸管64的门极(gate)，并且从微控制器60传送控制晶闸管64的状态的点火信号。当引脚7上的点火信号为低时，晶闸管64是非导通的，并且电容器62被允许充电。当所述点火信号为高时，晶闸管64是导通的，并且电容器62通过初级绕组34放电，从而使点火脉冲在次级绕组36中感生并被发送到火花塞47。因此，微控制器60通过控制晶闸管64的导通状态来支配电容器62的放电。最后，引脚8给微控制器60提供接地参考。
[0015]总结所述电路的操作，充电绕组32经历了感生电压，所述感生电压给点火放电电容器62充电，并且给微控制器60提供功率和发动机速度信号。根据计算的点火正时，微控制器60在引脚7上输出点火信号，所述点火